Science：美味西紅柿的關鍵基因

　　對于許多的雜貨店購物者來說，那些來自商店的看似完美的紅彤彤的西紅柿卻遠不如自家宅園里的美味。近日來自康奈爾大學鮑依斯?湯普森植物研究所、美國農業部和加州大學戴維斯分校的研究人員破譯了一個可增加西紅柿中糖、碳水化合物和類胡蘿卜素水平的基因GLK2。相關論文發布在6月29日的《科學》(Science)雜志上。

　　在這篇文章中，康奈爾大學鮑依斯?湯普森植物研究所的Cuong Nguyen與同事們一起揭示了構成統一成熟突變基礎的基因。

　　這種基因還可以影響西紅柿的成熟，商業培育者利用它可以創造出絕對紅彤彤的、即時保存的西紅柿。文章的資深作者、鮑依斯?湯普森植物研究所植物分子生物學家和美國農業部農業研究服務部門的James Giovannoni說：“實際上，這是一個非常重要的特質。無論你是否意識到，大部分的西紅柿都包含這一基因。”然而相同的特質也導致了西紅柿中的糖和營養物減少。

　　當然，不均勻成熟，在未成熟時顯示深綠色斑點，成熟時顯示差異紅色的西紅柿仍然會出現在各種花園和家傳品種中。早20世紀20年代末，商業培育者偶然發現了一個自然突變可導致西紅柿均一成熟，從淺綠色均勻的漸變到紅色。這種被植物生物學家稱為“統一成熟”的突變是美國商業西紅柿市場20億美金必不可少的因素，出現在幾乎所有的雜貨店銷售的西紅柿中。這種均勻的紅色使得它成為了食品部門的理想食品，吸引著那些期望獲得顏色均勻紅色西紅柿的顧客。

　　Nguyen通過鮑依斯?湯普森植物研究所存放的公共數據庫完成了定位克隆，確定了統一成熟基因定位在10號染色體的一個特異位點。現在知道了這一位點，研究小組就能夠破譯編碼調控西紅柿光合作用水平的蛋白質的基因。盡管葉子是植物主要的光合作用工廠，發育中的西紅柿果實也能夠提供多達20%的光合作用，這種光合作用生成了完全成熟果實中的高糖和營養物水平。而商業培育者特異選擇這種統一成熟突變，減少果實中的基因編碼蛋白，因此導致了糖水平降低。 “這是一種意想不到的結果，”Giovannoni說。Giovannoni解釋了為何商業種植者們不斷地選擇這種性狀。當前的生產者還沒有從美味特性中得到一分錢。

　　這一發現具有實際應用價值。希望能夠生成均勻紅色果實而非多種顏色美味西紅柿的商業生產者們現在可以對幼苗DNA進行早期測試尋找統一成熟突變，而不再需要等待觀察成熟果實。與之相反的，不在意外表的那些人可以確定他們的植物是不是沒有突變，因此可能生成更甜美的果實。

　　加州大學戴維斯分校研究團隊的領導者、生物化學家Ann Powell說這項研究提供了“一個難得的機會將科學發現轉換到現實世界中……它提供了一種策略重新俘獲不知不覺被排除出現代培育的西紅柿的品質特性。